【正文】 圖 2— 4 單向增力式制動器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 圖 2— 5 雙向增力式制動器 盤式制動器結(jié)構(gòu)方案的確定 盤式制動器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。 浮動盤式制動器：這種制動器具有以下優(yōu)點：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性??；成本低；浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠沒有浮鉗盤式制動器廣泛。 盤式制動器制動時，汽車減速度與制動管路壓力是線性關(guān)系，而鼓式制動器卻是非線性關(guān)系。 但盤式制動器制動效能低，兼做駐車制動時需加裝輔助制動裝置因而在后輪上應(yīng)用受到限制。而在其他附著系數(shù) ?的路面上制動時，達到前輪或后輪即將抱死的制動強度 ?＜q ? 這表明只有在0??? 的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 第 3 章 盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與校核 盤式制動器的主要參數(shù)確定 制動盤直徑 D 制動盤直徑 D 希望盡量大些，這時制動盤的有效半徑就得以增大，就可以降低制動鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。因輪輞直徑為 16英寸，換算后為 ,則 D 取 =321mm 。通常，實心制動盤厚度可取為 10mm～ 20mm；具有通風(fēng)孔道的制動盤的兩工作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為 20mm～ 50mm，但多采用 20mm～ 30mm。 初選外徑略小于制動盤直徑 故選1R =100mm， 2R =150m。其結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形兩種。 重型貨車制動盤 其厚度在 20mm～ 之間。 制動鉗 制動鉗由可鍛鑄鐵 KTH370— 12 或球墨鑄鐵 QT400— 18 制造，也有用輕合金制造的，例如用 鋁 合金壓鑄。一般多在鉗體加工中加工出制動油缸，也有將單獨制造的油缸裝嵌入鉗體中的。活塞由鑄鋁合金制造或由鋼制造。 制動鉗在汽車上的安裝位置可在半軸的前方或后方。襯塊多為扇形，也有矩形正方形、正方形或長圓形的。由于單位壓力大和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。 摩擦材料 制動摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動時不產(chǎn)生噪聲和不良氣味，應(yīng)盡量采用少污染和對人體無害的摩擦材料。其撓性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動蹄或制動帶上。 粉末冶金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為主要成分（占質(zhì)量的 60％～ 80％），加上石墨、陶瓷粉等非金屬粉末作為摩擦系數(shù)調(diào)整劑，用粉末冶金方法制成。選用摩擦材料時應(yīng)注意，一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料其耐磨性愈差。其缸筒為通孔，需鏜磨。多數(shù)制動輪缸有兩個等直徑活塞；此盤式制動器用一個單活塞制動輪缸推動。 另外，制動器在工作過程中會由于摩擦襯片或摩擦襯塊的磨損而使間隙加大，因此制動器必須設(shè)有間隙調(diào)整機構(gòu)。 汽車的制動過程是將其機械能 (動能、勢能 )的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。能量負荷愈大，則襯塊的磨損愈嚴重。 在緊急制動到 v2=0 時，并可近似地認為 δ =1，則有 ： ?1211 221 tAvme a? （ 3— 4） )1(221 2212 ??? tAvme a （ 3— 5） 將 v2=0， δ=1 ， ma =3005kg， v1 =， A1 =120cm2， β =。 經(jīng)校核 A1=120cm2符合要求 。 本設(shè)計 為輕型載貨汽車 ， 滿 載質(zhì)量為 3005 ㎏， φ= ， L=3340， L1=1470mm，L2=1870mm， hg=220mm。通常，此比值：轎車約為 ～ 。根據(jù)式（ 3— 13）可得： Tf1max=350N/m。 圖 3— 2 鉗盤式制動器的作用半徑計算用簡圖 根據(jù)圖 3— 2，在任一單元面積 ?RdRd 上的摩擦力對制動盤中心的力矩為?dRdfqR2 ， 式中 q 為襯塊與制動盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動塊作用于制動盤上的制動力矩為 ： ???? )(322 313221 21 RRfqdR df qRTRR ??? ? ?? （ 3— 20） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 單側(cè)襯塊給予制動盤的總摩擦力為 ： ???? )( 212221 RRfqf qR dR dfN RR ??? ??? （ 3— 21） 得有效半徑為 ： )2 21()(1[34322 221 2121223132 RRRR RRRR RRfNTR fe ???????? (3— 22) 令 mRR?21 則有： me RmmR ])1(1[34 2??? （ 3— 23） 因 121＜RRm? ， 41)1( 2 ＜mm? ，故 me RR＞ 。 盤式制動器的計算用簡圖如圖 3— 3 所示 ： 圖 3— 3 盤式制動器 的計算用簡圖 今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動器的制動力矩為 ： fNRTf 2? (3— 24) 式中 ： f — 摩擦系數(shù)； N— 單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力 (見圖 3— 3)； R— 作用半徑。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 第 4 章 鼓式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與校核 鼓式制動器的主要參數(shù)確定 鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù) 1．制動鼓直徑 D 輪胎規(guī)格為 Dr=16= 根據(jù)商用車 D/Dr=～ 之間，故取 D=Dr= 2．制動蹄摩擦襯片的包角 ? 和寬度 b 摩擦襯片的包角 ? 在 ??? 12090 ?? 范圍內(nèi)選取。在假設(shè)的理想條件下計算制動器的制動力矩，取 f= 可使計算結(jié)果接近實際值。 制動鼓相對于輪轂的對中是圓柱表面的配合來定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。cm ；對貨車和客車為 30N壁厚取大些也有利于增大其熱容量， 但試驗表明，壁厚由 11 mm 增至 20 mm 時，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。 制動蹄 制動蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為 3mm～ 5mm；貨車和客車的約為 5mm～8mm。 制動底板 制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。剛度不足會使制動力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。例如采用偏心支承銷或偏心輪。 長支承銷的支承能可靠地保持制動蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。它位于 a 角內(nèi)，面積為 bRda ，其中 b 為摩擦襯片寬度，單元面積 bRda R 為制動鼓半徑。a 區(qū)段積分上式得到 )c o s39。( ?? ?? ???? （ 4— 5） 由（ 4— 3）、（ 4— 4）給出的是由壓力計算制動力矩的方法，在實際計算中也可以采用由張開力 P 計算制動力矩fT的方法，且更為方便 圖 計算制動力矩簡圖 圖 計算張開力簡圖 增式蹄產(chǎn)生的制動力矩 TfT 可表達如下： 11?fNTfT ? （ 4— 6） 式中： f 摩擦系數(shù) 1N 單元法向的合力 1? 摩擦力的 1fN 的作用半徑 若已知制動蹄的幾何參數(shù)及法向壓力的大小便可計算出蹄的制動力矩。 （ 4— 9） 聯(lián)立（ 4— 6）、（ 4— 7）式得到 11111 )s in(c os39。如果將 dN看作是它投影在 1X軸和 1Y 軸上的分量 xdN 和 ydN 的合力，根據(jù)公式（ 4— 1）有 4 )39。 ??? ?? 4 )2c os39。2s i n2s i n2 2c os39。 ??? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 ????????? ??????? )60s i n)1 3 02s i n (1 8 01 0 02 )1 3 02c o s ()302c o s (a r c t a n ()a r c t a n (1 ?? yxNN 根據(jù)（ 4—— 3） (4—— 6)得yx NNN ??1則有 221 )39。 ??? ? ffc fhB ??? 和22222 )s in(c os39。 222 22 ???????? ?????? ??? ? ffc fhB 對具有兩蹄的制動器來說，其制動鼓上的制動力矩等于兩蹄摩擦力矩之和即 221121 BPBPTTT TfTff ???? （ 4— 15） 對凸輪張開機構(gòu)，其張開力可有前述作用在蹄上的力矩平衡條件得到的方程式求出 111 BTP Tf? ， 222 BTP Tf? 知道了制動力矩與張開力的關(guān)系，計算鼓上的制動力矩，在汽車設(shè)計時應(yīng)滿足最大制動 力 ?FF ?max （ ?F 為附著力）根據(jù)公式 ?? GF? 式中：地面附著系數(shù) ?? （干水泥混凝土路面） 汽車重力 NG ??? NGF 2 3 5 5 9 4 4 9 ???? ?? 根據(jù)前后車輪制動器制動力分配系數(shù) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 ????? ????FF (4— 16) NFF 23559?? ?? 聯(lián)立（ 4—— 16）得 NF ?? NF ?? 單個后輪制動器制動力 NNFF 39。 根據(jù)公式（ 4—— 17）單個后輪制動力矩 mNrFT r ????? 1 7 3 7 1 139。1 cos39。由（ 4— 3）和（ 4—— 10）式可計算出領(lǐng)蹄表面最大壓力為 }1112111m a x )s i n(c os39。但試驗表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。此即所謂制動器的能量負荷。 222212 /)( )1(221 mmwtA vme a ?????? ????? ? 輕型載貨汽車鼓式制動器的比能量消耗率不大于 2/ mmw 故 符合要求。 駐車制動計算 汽車在上坡路上停駐的受力如圖所示，由該圖可得出汽車上坡停駐時的后軸車輪的附著力為 )s i nc os()s i nc os(112 ??????? gaga hLL gmhLLGZ ????同樣可求出汽車下坡停駐時的后軸車輪的附著力為 )39。 ???? s i n)s i nc os(1 gmhLLgm aga ?? （ 4— 21） 球得汽車在上坡時可能停駐的極限上坡傾角為 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 29 ghLL??? ??11arc tan （ 4— 22） 故滿載時： ???? ???? rc t a na rc t a n 1 ghL L??? ???? ???? rc t a na rc t a n39。 汽車滿載在上坡時后軸的駐車制動力矩接近于有 a 所定的極限值 mNigrmT ea ???????? 2 8 ?駐 制動輪缸的選擇 d 的確定 制動輪缸對制動蹄塊施加的張開力與輪缸直徑和制動管路的關(guān)系為 PFd ?/2 0? 其中： 0F — 制動輪缸對制動蹄施加的張開力， N； P— 制動管路壓力 ， Mpa。 得： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 30 前輪缸直徑 1 = ， 根據(jù) HG28651997 標(biāo)準規(guī)定尺